[發(fā)明專利]一種高性能X100管線鋼埋弧焊用焊絲及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410117149.8
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103846571A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常敬;劉越;張慶紅;劉慧;才艷秋
• 申請（專利權(quán)）人: 錦州天鵝焊材股份有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K9/18
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料成型的焊絲材料領(lǐng)域，具體涉及一種高性能X100管線鋼埋弧焊用焊絲及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著石油天然氣等運輸管道的不斷建設(shè)和擴大，尤其是在環(huán)境惡劣地區(qū)，對管線鋼的要求更加嚴格，為了滿足其惡劣環(huán)境的要求以及降低生產(chǎn)成本，近年來開發(fā)出了新的高等級的管線鋼及X100管線鋼。然而，與之相匹配的焊絲的研制還比較落后，對于X80管線鋼埋弧焊絲的專利已經(jīng)有很多，相關(guān)專利申請如：專利申請?zhí)枮?00810005040.X的《高等級管線鋼用高強度高韌性高焊速埋弧焊絲》、專利申請?zhí)枮?00610124514.3的《低合金超高強度鋼用高韌性埋弧焊絲》、200610145593.6的《管線鋼用埋弧焊絲》和專利申請?zhí)枮?00510029245.8的《一種埋弧焊絲及盤條以及埋弧焊絲的制造方法》。但這些焊絲的性能都無法滿足X100管線鋼的要求，而且其冶煉工藝主要采用電爐或轉(zhuǎn)爐，有的后面配有LF精煉爐，對雜質(zhì)元素（尤其是S、P、O）的控制要求程度較低。其中，專利申請?zhí)枮?00510029245.8的《一種埋弧焊絲及盤條以及埋弧焊絲的制造方法》，其生產(chǎn)盤條時主要采用高速無扭軋機軋制，焊絲盤條在拉拔前或拉拔過程中，進行退火熱處理，這無異增加了勞動強度和成本。用于X100管線鋼的埋弧焊絲也有一些，如：專利申請?zhí)枮?01010263712.4的《一種高強管線鋼埋弧焊絲》、專利申請?zhí)枮?01010599902.3的《一種高強高韌性埋弧焊絲》、專利申請?zhí)枮?01010526958.6的《一種X100管線鋼埋弧焊用焊絲及其制備方法》等。其中，專利申請?zhí)枮?01010263712.4的《一種高強管線鋼埋弧焊絲》未添加Cu，而是依靠后期的鍍銅來添加，這樣很難控制Cu的含量；專利申請?zhí)枮?01010599902.3的《一種高強高韌性埋弧焊絲》只是提到加入適當(dāng)?shù)腡i，并未明確其含量。

X100管線鋼是具有超細晶粒的鋼，它通過化學(xué)成分設(shè)計以及采取控軋、控冷的工藝(TMCP)得到由粒狀貝氏體、針狀鐵素體和馬氏體組成的顯微組織。粒狀貝氏體的晶粒度為2～3mm。在針狀鐵素體的晶界，具有細小的M-A組元。這種細晶組織具有高強度的同時，還具有優(yōu)良的韌性指標(biāo)。通過合金化完成細化晶粒的目的。所以，現(xiàn)有埋弧焊絲已無法滿足X100管線鋼焊接要求，急需開發(fā)適用于X100焊管焊接使用的新型埋弧焊絲，本發(fā)明研發(fā)了一種與X100管線鋼相匹配的埋弧焊用焊絲。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高性能X100管線鋼埋弧焊用焊絲及其應(yīng)用，熔敷金屬屈服強度大于690MPa，抗拉強度大于780MPa，在-20℃的沖擊功大于108J；焊接后，焊縫成形美觀，強度高、韌性好、抗裂性好，與X100級管線鋼板具有良好的匹配效果，滿足壓力較高情況下油氣輸送管道焊接要求。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種高性能X100管線鋼埋弧焊用焊絲，焊絲材料組成的化學(xué)成分重量百分比為：C0.01～0.05wt.%；Mn1.4～2.1wt.%；Si0.1～0.3wt.%；Mo0.2～0.4wt.%；Ti0.05～0.1wt.%；B0.003～0.005wt.%；Cr0.1～0.4wt.%；Cu0.2～0.3wt.%；Ni0.3～0.6wt.%；Nb0.03～0.08wt.%；S<0.005wt.%；P<0.005wt.%；余量Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。

優(yōu)選地，焊絲材料組成的化學(xué)成分重量百分比為：C0.01～0.03wt.%；Mn1.5～1.8wt.%；Si0.1～0.2wt.%；Mo0.25～0.35wt.%；Ti0.06～0.08wt.%；B0.003～0.005wt.%；Cr0.25～0.4wt.%；Cu0.25～0.3wt.%；Ni0.3～0.5wt.%；Nb0.04～0.06wt.%；S<0.005wt.%；P<0.005wt.%；余量Fe。

所述的焊絲經(jīng)過表面鍍銅，鍍層厚度不小于1.25μm。

所述的高性能X100管線鋼埋弧焊用焊絲的應(yīng)用，焊絲配合使用SJ101-100（成分見表1）焊劑對X100管線鋼進行埋弧焊接。其中，

表1SJ101-100的化學(xué)成分（wt.%）